Una investigación de dichas compañías, admite haber conseguido el entrelazamiento robusto de 24 cúbits lógicos que asegura un procesamiento mejor que con sistemas clásicos. Mientras que IBM y el MIT, se alían para combinar la computación cuántica con la IA.
Han conseguido el entrelazamiento robusto de 24 cúbits lógicos a partir de átomos neutros, lo que asegura un procesamiento mucho mejor que con los sistemas clásicos.
Gracias a este avance, han anunciado que
comercializarán un ordenador cuántico el próximo año.
Krysta
Svore, una técnica en esta tecnología de Microsoft, explica que estos
resultados muestran avances significativos hacia la ventaja cuántica
científica. Esta ventaja se refiere a la capacidad de ejecutar tareas de manera
más rápida, económica y eficiente que una computadora clásica. Según Svore,
para alcanzar este objetivo no solo se necesita una computación fiable, sino
también la integración con la inteligencia artificial y el procesamiento de
alto rendimiento.
Hace
un par de años, Jian-Wei Pan, un científico de la Universidad de Ciencia y
Tecnología de China (USTC) y líder de uno de los mejores grupos de
investigación cuántica del mundo, ya había adelantado que uno de los mayores
logros en esta tecnología sería tener un cúbit lógico con mayor fidelidad que
el físico. Mientras Pan estimaba que este avance se lograría en unos cinco
años, Microsoft y Atom Computing aseguran haberlo conseguido ya.
La
computación cuántica utiliza las propiedades de átomos, iones, fotones o
sistemas superconductores para superar las limitaciones de la computación
binaria clásica. Aprovecha la superposición de estados, permitiendo que un
cúbit esté en más de dos valores a la vez. Sin embargo, esta superposición es
muy sensible a cualquier perturbación, lo que puede hacer que la información se
pierda o se altere (lo que se conoce como decoherencia). Para combatir esto, se
utilizan técnicas de corrección de errores y recuperación para desarrollar
cúbits lógicos, que son mucho más fiables.
Según
Svore, no todos los tipos de cúbits permiten la corrección de errores cuánticos
necesaria para una computación fiable. Sin esta corrección, es improbable que
se logren soluciones a problemas que no pueden ser resueltos con métodos
convencionales. Es crucial pasar de trabajar con cúbits físicos, que son
vulnerables al ruido, a cúbits lógicos, que son mucho más fiables.
Para
lograrlo, Atom Computing ha utilizado átomos neutros como cúbits físicos, ya
que estos ofrecen más estabilidad y capacidad de interconexión. Manipulando
estos átomos con pulsos de luz láser, han creado 24 cúbits lógicos entrelazados
utilizando la plataforma Azure Quantum de Microsoft. Esta es la mayor cantidad
registrada hasta la fecha en un sistema comercial de átomos neutros. Según el
estudio publicado en Arxiv, estos cúbits lógicos tienen una fidelidad del
99,6%, la mayor robustez alcanzada en un sistema comercial hasta ahora.
Microsoft ha duplicado su récord anterior de 12 cúbits lógicos fiables, logrado
con una trampa de iones de Quantinuum.
Svore
añade que estos cúbits lógicos no solo pueden entrelazarse, sino que también
pueden realizar muchas operaciones lógicas sin fallar, lo cual es crucial para
resolver cálculos complejos. La combinación de las tecnologías de Microsoft y
Atom Computing permite una corrección de errores cuánticos más rápida, avanzada
y eficiente. Estos cúbits lógicos ya han realizado cálculos exitosos utilizando
el algoritmo de Bernstein-Vazirani, logrando soluciones más precisas que con
cúbits físicos.
Ben
Bloom, fundador y director general de Atom Computing, destaca que su tecnología
de átomos neutros altamente escalable puede crear grandes cantidades de cúbits
de alta fidelidad, lo cual es clave para construir computadoras cuánticas
tolerantes a fallos. Los resultados de esta investigación han llevado a ambas
compañías a anunciar la comercialización de un ordenador cuántico el próximo
año, que combinará cúbits de átomos neutros de última generación con el sistema
de virtualización de Microsoft.
Este
nuevo sistema permitirá un rápido avance en múltiples campos, incluyendo la
química y la ciencia de los materiales. Aunque no han especificado el precio
del próximo ordenador cuántico, se sabe que, además del sistema basado en
átomos neutros, integrará computación en la nube de alto rendimiento (HPC) y
modelos avanzados de inteligencia artificial a través de la plataforma Azure
Elements.
Este
recurso ya se está utilizando en química generativa para desarrollar nuevas
moléculas sintetizables y útiles. Además, permite la creación de nuevos
conjuntos de datos para entrenar modelos de inteligencia artificial y
solucionar problemas complejos en diversas industrias.
El
control de las unidades de información cuántica es un esfuerzo global que
involucra a numerosos laboratorios. Por ejemplo, el Instituto de Investigación
de Electrónica y Telecomunicaciones (ETRI) de Corea del Sur, en colaboración
con el centro tecnológico KAIST y la Universidad de Trento, ha desarrollado un
sistema para controlar ocho partículas de luz utilizando un chip de circuito
integrado fotónico. Este equipo ha medido el efecto Hong-Ou-Mandel, un fenómeno
cuántico en el que dos fotones pueden interferirse y recorrer juntos el mismo
camino, logrando un estado entrelazado de cuatro cúbits en un circuito
integrado. El objetivo es fabricar chips de 16 y 32 cúbits para avanzar en la
computación cuántica.
Yoon
Chun-Ju, vicepresidente de la división de tecnología cuántica en el ETRI,
explica que planean avanzar en su tecnología de hardware cuántico para ofrecer
un servicio de computación basado en la nube. Su objetivo principal es
desarrollar un sistema a escala de laboratorio para fortalecer sus capacidades
de investigación en computación cuántica. Lee Jong-Moo, otro investigador
involucrado, advierte que, aunque la investigación en ordenadores cuánticos es
muy activa en todo el mundo, aún se necesita una amplia investigación a largo
plazo para superar los errores causados por el ruido en los procesos cuánticos.
Por
su parte, científicos del Instituto Max-Planck han demostrado una forma
eficiente de entrelazar fotones con fonones acústicos de manera resistente al
ruido externo, según publica Physical Review Letters. La posibilidad de
implementar este concepto en fibras ópticas o chips fotónicos integrados es
especialmente prometedora para las tecnologías cuánticas modernas.
MIT e IBM preparan el próximo salto de la Inteligencia Artificial a un nuevo nivel
Como
era lógico, todo apunta a que en un futuro cercano (quizás muy a corto plazo) la
Computación Cuántica y la IA, caminen juntas y vayan de la mano.
Ambas tecnologías tienen un potencial inmenso por separado,
pero su integración podría llevar el aprendizaje automático a niveles
completamente nuevos.
En un reciente artículo publicado en la prestigiosa revista Nature, investigadores de IBM y del MIT por sus siglas en inglés (Massachusetts Institute of Technology) han demostrado cómo un ordenador cuántico de IBM puede acelerar una tarea específica de aprendizaje automático llamada "feature matching" o correspondencia de características. Este tipo de tarea es crucial para el aprendizaje de las máquinas, ya que convierte datos en representaciones matemáticas adecuadas para su análisis.
Ventajas
de la Computación Cuántica
Los
ordenadores cuánticos funcionan de manera muy diferente a los convencionales.
En lugar de usar bits que están en un estado de 0 o 1, utilizan cúbits, que
pueden estar en múltiples estados a la vez gracias a la superposición cuántica.
Este comportamiento permite que los ordenadores cuánticos realicen cálculos a
velocidades mucho más rápidas que cualquier ordenador clásico.
Actualmente,
los ordenadores cuánticos más avanzados tienen alrededor de 50 cúbits. Sin
embargo, no todos estos cúbits son utilizables debido a la necesidad de
corregir errores causados por la naturaleza frágil de los cúbits. A pesar de
estas limitaciones, los avances son emocionantes porque estamos cada vez más
cerca de una "ventaja cuántica", donde la computación cuántica
superará significativamente a la clásica en tareas específicas.
IA
y Computación Cuántica: Una Combinación Poderosa
Para
que la IA aproveche la computación cuántica, es esencial que estas máquinas
puedan realizar correspondencia de características de manera más eficiente y en
una escala mucho mayor. Usando una computadora cuántica, deberíamos ser capaces
de manejar conjuntos de datos mucho más complejos de lo que es posible con las
computadoras clásicas.
A
pesar de que aún estamos lejos de alcanzar una ventaja cuántica completa en el
aprendizaje automático, los investigadores de IBM, liderados por Jay Gambetta,
están avanzando en métodos que podrían permitir clasificar datos complejos
mucho mejor que con los ordenadores clásicos. En sus propias palabras, han
mostrado un camino prometedor hacia adelante.
El
Estado Actual y Futuro de la Investigación
Xiaodi
Wu, profesora adjunta del Centro Conjunto de Información Cuántica y Ciencias de
la Computación de la Universidad de Maryland, menciona que estamos en una etapa
donde no se tienen expectativas concretas para el próximo mes o año, pero sí
una excelente posición para explorar estas nuevas posibilidades. Ella cree que
las aplicaciones prácticas de esta combinación se descubrirán en uno o dos
años.
La
combinación de computación cuántica e IA está en auge. Hace unas semanas,
Xanadu, una empresa de computación cuántica en Toronto, propuso un enfoque
similar al de MIT-IBM. Maria Schuld, investigadora de aprendizaje automático de
Xanadu, afirma que este reciente trabajo puede ser el inicio de una serie de
investigaciones que combinan las palabras de moda "quantum" y
"IA". Según ella, el potencial es enorme.
En
Conclusión
La
unión de la computación cuántica y la inteligencia artificial promete abrir
nuevas fronteras en la ciencia y la tecnología, como puede ser, la integración completa con la nanotecnología en la sanidad, que aunque ya se está desarrollando, avanzaría muchísimo, y cuyos beneficios repercutirían en la salud de todos.
Aunque todavía existen desafíos significativos, como la corrección de errores en cúbits y la eficiencia de los algoritmos cuánticos, los avances recientes sugieren que estamos en un camino emocionante hacia nuevas capacidades de procesamiento y análisis de datos.
Con
investigaciones continuas y desarrollos en ambos campos, el futuro próximo
podría ver la aparición de aplicaciones prácticas y útiles que aprovechen la
enorme capacidad de la computación cuántica para mejorar el aprendizaje
automático y otras áreas de la inteligencia artificial. Este es solo el
comienzo de una nueva era tecnológica que seguramente nos traerá innovaciones
sorprendentes.
Y
un buen ejemplo, es el anuncio del nuevo computador cuántico comercial que
quiere lanzar IBM en colaboración con Atom Computing, quizás para el próximo
año, arriba reseñado.
Más
información
- Equipo
chino logra récord mantenimiento de estados cuánticos del gato de Schrödinger (https://elpais.com/tecnologia/2024-11-02/un-equipo-chino-logra-el-record-de-mantenimiento-de-los-estados-cuanticos-del-gato-de-schrodinger.html#?rel=mas_sumario
)
- Microsoft
y Atom Computing anuncian un ordenador cuántico (https://elpais.com/tecnologia/2024-11-30/microsoft-y-atom-computing-anuncian-un-ordenador-cuantico-tras-batir-un-record-de-computacion-fiable.html
)
- MIT e
IBM preparan la próxima gran revolución de la Inteligencia Artificial (https://www.gndiario.com/mit-e-ibm-preparan-la-proxima-gran-revolucion-de-la-inteligencia-artificial )
Fuente: Redacción
